Question

2．隨著生活條件的改善，小明家住上了新樓房，新樓使用的是天然氣．小明想：將一壺水燒開究竟需要多少天然氣呢？他通過實踐收集如下數(shù)據(jù)：水壺里放入2000cm³、20℃的水，大火加熱直至沸騰．又在物理書中查到天然氣熱值為8×10⁷J/m³．[氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（1）燒開這壺水，水需要吸收多少熱量？
（2）假設(shè)天然氣燃燒放出的熱量全部被水吸收，燒開這壺水，需要燃燒多少m³的天 然氣？

Answer 1

分析 （1）知道水的體積，利用密度公式求水的質(zhì)量，又知道水的比熱容、溫度變化，可利用公式Q_吸=cm（t-t₀）計算水吸收的熱量；
（2）由題知Q_放=Q_吸，再利用Q_放=qV求出需要消耗的天然氣體積．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質(zhì)量：
m=ρV=1g/cm³×2000cm³=2000g=2kg，
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點（末溫）為100℃，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（2）由題意知Q_放=Q_吸=6.72×10⁵J，
由Q_放=Vq可得，需要消耗天然氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{8×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.0084m³．
答：（1）燒開這壺水，水需要吸收6.72×10⁵J的熱量；
（2）假設(shè)天然氣燃燒放出的熱量全部被水吸收，燒開這壺水，需要燃燒0.0084m³的天然氣．

點評 本題考查了學(xué)生對密度公式、吸熱公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq（Q=qV）的掌握和運用，因條件已給出，難度不大，注意溫度升高了（△t）與升高到（末溫）的區(qū)別．